JP2020157364A - H形鋼の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
かような断面形状を有する、H形鋼は、例えば図2に示す製造設備にて製造されるのが一般的である。すなわち、鋼素材を粗圧延機3にて断面H形状に粗造形圧延し、その後粗造形材を中間圧延機4により中間圧延した後、仕上圧延機5で仕上圧延が施され、図1(a)に示した断面形状に造形される。この熱間圧延工程中もしくはその後に、フランジ相当部分に対して冷却処理が施される。図2の製造設備では、中間圧延機4の入出側の各々に水冷装置6が、そして中間圧延機4と仕上圧延機5との間に水冷装置7および8が、配置され、各水冷装置によりフランジ1の外面が水冷され、H形鋼が製造される。更に、高強度鋼を用いるH形鋼は、鋼材の組織制御のために、仕上圧延機5の出側にて、冷却装置9により加速冷却処理される。
すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。
1.鋼素材に粗圧延、次いで仕上圧延を施して1対のフランジおよびウェブからなるH形鋼を製造するに当たり、
前記仕上圧延後に、下記式(1)を満足する冷却を行うH形鋼の製造方法。
記
ここで
α:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブの線膨張係数
v:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブのポアソン比
tW:仕上圧延終了後のウェブ厚
W:仕上圧延終了後のウェブ高さ
σYP:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブの降伏応力
E:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブのヤング率
ΔTUF:仕上圧延終了後のフランジ平均温度とウェブ平均温度との差
ΔT:冷却終了後のフランジ平均温度とウェブ平均温度との差
ここで、
v:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブのポアソン比
tw:仕上圧延終了後のウェブ厚
W:仕上圧延終了後のウェブ高さ
E:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブのヤング率
k:板の境界条件に依存する座屈係数
ここで、
α:冷却中の線膨張係数
△TUF: 仕上圧延終了後のフランジ平均温度とウェブ平均温度との差
ここで、図4の縦軸はウェブの振幅が2mmとなったときの仕上圧延後の冷却終了後のフランジとウェブの平均温度差△Tと、仕上圧延終了後のフランジとウェブの平均温度差△TUFの和を表し、横軸はウェブ厚とウェブ高さの比を表している。ウェブ波が発生した場合を×印、ウェブ波が発生していない場合を○印と示す。図4の結果に対して、ウェブ波が発生するウェブとフランジの温度差は式(4)の係数kを1.8とすることでよく表現でき、これを線14で示している。すなわち、図4より線14を境に○印と×印とが区分けされていることが分かる。
ここで、
σYP:冷却中のウェブ平均温度におけるウェブの降伏応力
そのためには、図2に示すように、中間圧延機4の入出側および仕上圧延機5の入側に、水冷装置6、7および8を備え、かつ仕上圧延機5の出側終了後に、材質確保のために加速冷却を行う冷却装置9を備える製造設備を用いることが好ましい。さらに、水冷装置7および8の上流側並びに、水冷装置9の上流および下流側において、ウェブおよびフランジの表面温度を測定するための、温度計10、 11、 12および13を備えることが好ましい。特に、加速冷却用の冷却装置9の上流側に設置された温度計12により計測された表面温度からウェブとフランジの平均温度を演算し、加速冷却中のウェブとフランジの平均温度差ΔTが、上記した(1)式に従う許容範囲内に収まるかを判断する必要がある。
この比較例2では、ウェブ波が発生した。これは、ウェブ波発生温度差が73 ℃であるのに対して、加速冷却終了後の温度差ΔTが80 ℃と、ウェブ波発生温度ΔTCR以上になっていたためである。
2 ウェブ
3 粗圧延機
4 中間圧延機
5 仕上圧延機
6、7、8 冷却装置
9 (加速冷却用)冷却装置
10、11、12、13 温度計
14 ウェブの振幅が2mmとなるフランジとウェブの平均温度差
15 ウェブに塑性変形が生じるフランジとウェブの平均温度差
16 限界アスペクト比
17 フランジの平均温度
18 ウェブの平均温度
19 フランジの加速冷却開始
20 フランジの加速冷却終了
21 ウェブ振幅が2mmとなる基準線
22 フランジ水冷ノズル
23 ウェブ水冷ノズル
Claims (3)
- 前記ウェブは、ウェブ高さWに対するウェブ厚tの比t/Wが0.02未満である請求項1に記載のH形鋼の製造方法。
- 仕上圧延機の出側に設置された前記フランジの外側面及び前記ウェブの下面に向けた冷却ノズルからの冷却水の供給により、冷却終了後のフランジ平均温度とウェブ平均温度とを制御する請求項1または2に記載のH形鋼の製造方法。
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JP2019061857A JP2020157364A (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | H形鋼の製造方法 |
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- 2019-03-27 JP JP2019061857A patent/JP2020157364A/ja active Pending
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